De Michelle Moore
Cei mai mulți dintre noi, la un moment dat, când eram copii, am folosit o lupă în scopuri viclene. (S-ar putea să știu câțiva adulți care încă o fac). Este posibil ca obiectivul nostru să fi fost să dăm foc la frunze sau chiar să dăm cuiva o „fierbințeală”. La momentul respectiv, probabil că nu ne-am dat seama că exploatăm una dintre cele mai puternice forțe ale planetei noastre. De asemenea, probabil că nu ne-am dat seama că am putea folosi acea putere pentru mijloace mult mai onorabile de a oferi confort, de a ne salva resursele naturale sau de a ne ajuta grădina să crească și să mâncăm mai bine. Adevărul este că, dacă am știut acest lucru, la momentul respectiv probabil că nu ne-a păsat cu adevărat. Să dăm foc la lucruri era mai amuzant.
În 214 î.Hr. un om de știință, Arhimede, a exploatat puterea soarelui pentru război atunci când a direcționat energia solară spre catargele navelor romane invadatoare. Razele intense au dat foc la pânze și au împiedicat invazia. De la Arhimede încoace, mulți dintre cei mai progresiști gânditori au exploatat puterea soarelui. Socrate a construit prima casă solară cunoscută. Și-a săpat casa în pământ, cu ferestre mari orientate spre sud și un perete nordic puternic izolat. Leonardo De Vinci a pledat pentru utilizarea energiei solare pentru încălzire, la fel ca mulți alții. Acești mari gânditori au fost doar câțiva dintre cei care au crezut în puterea energiei solare. Potențialul rămâne neexploatat, însă a beneficia de energia solară este surprinzător de ușor și ieftin.
În 1970, costul mediu al energiei electrice în SUA era de 2,2 cenți pe kilowatt oră (kWh). Astăzi, acest cost mediu este de 10,67 cenți. Costul energiei electrice variază drastic în întreaga țară, cu maxime de până la 20,7 cenți în 2005. Între 2005 și anii trecuți nu se întrevede un sfârșit. Colectarea căldurii solare ar putea reduce costurile tradiționale de încălzire cu până la 30-40% doar prin creșterea masei termice și utilizarea unei învelitori izolate.
Serile, prin însăși natura lor, sunt structuri solare. Serele exploatează lumina și căldura soarelui, iar apoi rețin căldura în interiorul structurii pentru a crea un mediu (sperăm) mai propice creșterii plantelor decât lumea exterioară. Efectul este similar cu cel al atmosferei noastre, care captează lumina solară și încălzește pământul. Serele folosesc ceea ce se numește solar pasiv. Soarele pasiv înseamnă pur și simplu utilizarea forțelor naturale și a expunerii la sud pentru căldură. Credeți sau nu, structurile solare pasive pot ajuta chiar la răcire dacă sunt proiectate corespunzător. Încălzirea solară pasivă nu necesită echipamente scumpe sau sofisticate și nici nu necesită multe cunoștințe pentru a o face. De fapt, cam toată lumea experimentează, iar în 2006, prețul mediu național a sărit de 28%! Acesta a crescut în mod constant cu până la 11% pe an pentru radiația solară pasivă într-o zi de vară, atunci când își parchează mașina la soare. Dacă geamurile sunt lăsate deschise, este doar o perioadă scurtă de timp până când temperatura din interiorul mașinii ajunge la temperaturi insuportabile și chiar periculoase. Aceasta nu este cu siguranță imaginea pe care o doriți pentru un mediu de seră, dar exemplul ilustrează cu siguranță cât de puternic poate fi soarele.
Crearea unei sere solare nu se face fără puțină muncă și planificare, dar nu este dificil. Iată cine va beneficia de pe urma îmbunătățirii serei lor solare. Oricine care:
– Vrea să își diminueze amprenta pe planetă
– Vrea să economisească bani pentru încălzirea serei lor economiile de energie pot fi de până la 30-40%
– Vrea să aibă alimente mai gustoase mai mult timp pe parcursul anului
– Are o expunere sudică pentru sera lor
– Are o expunere sudică pentru sera lor
– Îi place să experimenteze și să încerce ceva nou
– Dorește să mențină o temperatură mai consistentă în sera lor și nu are căldură adăugată
– Dorește să aibă roșii mai bune decât vecinul lor
Cele patru moduri ușoare de a obține acum o mai bună colectare solară:
1. Maximizați orientarea spre sud
Uitați-vă la curtea dvs. și la soarele de iarnă. Orientați partea dinspre sud a serei dvs. cât mai mult posibil. În mod ideal, veți avea o suprafață cât mai mare care să absoarbă soarele. Mulți oameni nu pot amplasa o seră pe partea de sud a proprietății lor din cauza constrângerilor de spațiu, a accesibilității sau a altor factori. Dacă nu aveți lumină solară deplină, încercați să maximizați cât mai multă lumină cu putință, ținând cont de faptul că soarele este mai jos la orizont în lunile de iarnă, iar cea mai intensă energie solară va lovi partea sudică a serei. În mod ideal, partea superioară a serei se va desfășura de-a lungul unei axe est-vest (de exemplu, partea din față a serei este orientată spre est, iar partea din spate spre vest) pentru a maximiza colectarea zilnică. Ideea este de a colecta cât mai multe dintre razele calde între orele 10:00 și 14:00, care oferă cea mai mare cantitate de radiații solare (1).
2. Creșterea masei termice
Există mai multe materiale utilizate în mod obișnuit pentru creșterea masei termice: piatră, beton și apă. Pietrișul constituie o pardoseală excelentă pentru seră, care mărește masa termică și permite, de asemenea, scurgerea apei. Pentru o masă termică suplimentară, apa este un mod excelent de stocare a căldurii, deoarece distribuie căldura foarte uniform și o eliberează lent. Containerele mari de apă dintr-o seră vor radia căldură toată noaptea, mult timp după ce ultimele pâlpâiri ale luminii de seară se estompează. Căldura emisă de containerele solare cu apă este o căldură lentă, subtilă și uniformă, care ajută la menținerea unor temperaturi uniforme în seră. Notă: gălețile de plastic de cinci galoane sau butoaiele de 30 de galoane funcționează foarte bine într-o seră (2). Recipientele se umplu cu apă până la ¾ din capacitate, apoi se astupă bine pentru a interzice evaporarea și umiditatea. Gălețile mai mici sunt ușor de aranjat pentru a crea un raft frumos, în timp ce butoaiele mari sunt, de asemenea, suporturi frumoase pentru plante. Plasticul negru funcționează bine pentru recipientele de depozitare. Negrul va absorbi cea mai mare parte a radiației care îi lovește suprafața transferând căldura către apă. Vasele din inox și cupru funcționează la fel de bine. Acestea se vor încălzi mult mai repede și vor transfera o intensitate termică mai mare către apă, care, ca urmare, absoarbe mai multă căldură. Recipientele din metal pot adăuga cheltuieli nejustificate și pot fi greu de găsit. Nu am încercat recipiente de metal, dar cred că ar fi interesant să văd un test comparativ.
3. Folosiți o suprafață reflectorizantă pentru a capta mai mult soare
Direcționarea a cât mai multă lumină posibilă către masa termică poate crește semnificativ capacitatea de încălzire. Samuel Pierpont Langley, un astrofizician din California, a efectuat o serie de experimente solare pe muntele Whitney (14.491 ft.) în 1881. El a fost intrigat de energia solară și a dorit să o studieze într-o gamă de temperaturi. A urcat pe munte până când a găsit solul înghețat. A procedat la fierberea apei într-o oală de cupru așezată pe sol folosind doar bucăți de sticlă (3). Fierberea apei nu este obiectivul, dar concentrarea cât mai multor raze pe peretele de apă va crește căldura și, prin urmare, durata de eficacitate. Izolația reflectorizantă de pe peretele nordic va ajuta la redirecționarea luminii din spatele serei către masa termică, precum și la crearea unei lumini mai sănătoase pentru plante. În mod ideal, singurele suprafețe întunecate din seră ar trebui să fie containerele plantate și depozitul de apă. Folia de aluminiu este excelentă pentru acoperirea structurilor întunecate sau pentru redirecționarea luminii acolo unde este nevoie în seră.
Recent am vorbit cu o femeie care deținea una dintre serele noastre din Montana. Ea mi-a spus că a reușit să cultive salată și alte culturi în sera ei pe tot parcursul anului, în ciuda faptului că solul era acoperit de zăpadă. A spus că vecinii ei erau uimiți, dar secretul ei era zăpada. Sera era amplasată pe un câmp mare cu expunere directă la sud. Zăpada reflecta atât de multă lumină suplimentară în seră, încât ea putea literalmente să vadă (și să guste) rezultatele. Nu aveți nevoie de zăpadă pentru ca acest concept să funcționeze pentru dumneavoastră. Adăugarea de pietriș alb sau plastic în afara serei va reflecta, de asemenea, lumină suplimentară în structură.
4. Adăugați izolație
Colectarea căldurii este doar primul pas. Stocarea căldurii este importantă, deoarece este cel mai mult nevoie de ea noaptea, când soarele este deja jos. Folosirea unei învelitori izolate este esențială pentru a reține căldura pentru un timp când este nevoie. Izolarea suplimentară a peretelui nordic poate fi foarte eficientă (consultați informațiile despre învelitoare de mai jos pentru proprietățile de izolare detaliate ale diferitelor învelitori pentru sere). Materialele de izolare, cum ar fi o folie de fibră de sticlă cu o grosime de doi sau trei inci, sunt eficiente pe peretele nordic. Peretele nordic transmite foarte puțină lumină, astfel încât minimizarea pierderilor de căldură este un compromis pentru lumină în acest caz.
În Statele Unite, două măsuri sunt folosite pentru a evalua izolația, valoarea R și valoarea U. Valoarea R, adesea numită „factorul R”, măsoară retenția de căldură a unui anumit material. Aerul este un izolator foarte bun, cu condiția ca aerul să fie prins și să nu se poată deplasa în interiorul spațiului. Aerul cald se ridică în mod natural, iar aerul rece coboară. Aerul care nu este închis ermetic într-un spațiu va crea convecție, ceea ce va diminua proprietățile de izolare. Aerul captat care nu poate circula este una dintre cele mai eficiente forme de izolare. Valoarea U este inversa valorii R, ceea ce înseamnă că măsoară pierderile de căldură ale unui material. Valoarea R este cel mai des utilizată; cu toate acestea, valoarea U este poate o măsură mai bună pentru scopurile noastre. Cu cât valoarea U este mai mică, cu atât mai mică este cantitatea de căldură care trece prin material. Atunci când rețineți căldura solară, încercați să obțineți cea mai mică valoare U pe care v-o puteți permite. Dacă cunoașteți valoarea R a unui material și doriți să o calculați, ecuația este simplă: Valoare U=1/R.
Iată câteva materiale obișnuite pentru geamurile de seră și valorile R și U corespunzătoare:
Solexx (3,5 mm) 2,10R, 0,48U (Mai multe informații despre Acoperirea de seră Solexx)
8 mm Policarbonat cu perete triplu 2,00R, 0,50U
Fereastră de furtună cu geam dublu 2,00R, 0,50U
10 mm Policarbonat cu perete dublu 1,89R, 0,53U
8 mm Policarbonat cu perete dublu 1,89R, 0,53U
8 mm Policarbonat cu perete dublu 1.60R, 0.63U
6 mm Policarbonat cu perete dublu 1.54R, 0.65U
4 mm Policarbonat cu perete dublu 1.43R, 0.70U
Glason simplu, 3 mm 0.95R, 1.05U
Film poliesteric 0.83R, 1.20U
Să analizăm diferența dintre costurile de încălzire ale mai multor tipuri de învelitori. Presupunând că singura diferență între sere este reprezentată de geamuri. Dacă este acoperită cu un geam de 2,1R, sunt necesari puțin peste 4.000 de BTU pe oră pentru a încălzi spațiul la temperatura dorită. Aceeași seră acoperită cu geamuri cu un .83R va necesita peste 10.000 de BTU pe oră. Asta înseamnă cu 156% mai mult combustibil consumat pentru fiecare oră de funcționare a încălzitorului! (4)
Solarul pasiv este cel mai simplu și mai ieftin mod de a menține temperaturi constante într-o seră. Și ce grădinar nu caută să fie gratuit sau ieftin! Componentele cheie pentru căldura solară: apa, soarele și izolația, sunt fie gratuite, fie foarte ieftine. Chiar dacă nu aveți o expunere sudică perfectă, puteți beneficia în continuare de principiile pe care le-am discutat. Odată ce veți începe să vedeți singuri beneficiile, vă veți distra aproape la fel de mult ca atunci când erați copil și vă jucați cu lupa.
Nota: Cea mai mare parte a acestui articol se concentrează asupra îmbunătățirii unei sere existente sau asupra modificării unui kit de seră pentru a oferi stocare solară suplimentară. Dacă nu aveți încă o seră și doriți să construiți una de la zero, există multe opțiuni și modele bune. Aș fi bucuros să vă îndrum către mai multe resurse.
Resurse suplimentare
Serile Solexx – lumină difuză perfectă pentru cultivarea roșiilor
Coperișul pentru sere Solexx – acoperirea de tip „fă-o singur” (DIY) care este ușor de lucrat și oferă o izolație ridicată.
Contactați experții noștri în sere la 1-800-825-1925 sau trimiteți-ne un e-mail la [email protected] pentru a vă ajuta să vă planificați designul serii.
Michelle Moore este managerul general al The Greenhouse Catalog. Ea este Master Gardener la Oregon State University și are aproape 20 de ani de experiență în lucrul cu serele. Ea locuiește în Oregon împreună cu soțul ei, unde grădinăresc pentru prima dată în afara unei sere. Puteți să o contactați pe Michelle la [email protected] sau puteți vizita site-ul lor la www.greenhousecatalog.com.
Resurse:
Adding Solar Heat To Your Home. Robert W. Adams. Tab Books, 1979
Going Solar. Tomm Stanley. 2004
Cartea energiei solare pasive. Edward Marzria. 1979
The Greenhouse Gardener’s Companion. Shane Smith
National Sustainable Agricultural Information Service. http://attra.ncat.org/attra-pub/solar-gh.html
Statistică electrică americană
(1) Colectarea solară ideală este de 0,25 picioare pătrate de material cu expunere directă între orele 10:00 și 14:00 pentru fiecare picior pătrat
de suprafață de podea. O seră de 8′ x 8′ ar avea în mod ideal și o suprafață solară de 8′ x 2′. The Passive Solar Energy Book.
(2) Pentru rezultate optime, pentru fiecare picior pătrat de colectare solară, este nevoie de 1 picior cub de apă. (aprox. 7,5 galoane de apă).
(3) Going Solar de Tomm Stanley.
(4) Ipotezele: Sera ca suprafață de 288 de picioare pătrate cu o amprentă de 8’x 8′. Temperaturile
sunt constante. Temperatura exterioară pe timp de noapte este cu 30° F mai mică decât cea din seră.
.
